Ученые Гарвардского института стволовых клеток (Harvard Stem Cell Institute, HSCI) в сотрудничестве с коллегами с кафедры стволовых клеток и регенеративной биологии Гарвардского университета (Harvard University) трансформировали мышиные и человеческие клетки кожи (фибробласты) в нейроны болевой чувствительности, отвечающие на ряд раздражителей, вызывающих острую и воспалительную боль. Чтобы достичь этого успеха, ученым потребовалось шесть лет напряженной работы. (Фото: Liz Buttermore)

Человеческие сенсорные нейроны, чувствительные к
болевым раздражителям, полученные трансформацией
клеток кожи с помощью набора из пяти генов.
Эта in vitro модель может облегчить изучение различных
типов боли. (Фото: Liz Buttermore)

Эта in vitro модель восприятия боли может углубить понимание различных ее типов, объяснить, почему люди по-разному реагируют на боль и почему риск развития хронических болей у них тоже различен, а также сделать возможной разработку более эффективных обезболивающих препаратов. Статья о работе опубликована в журнале Nature Neuroscience.

Чувствительные к боли (ноцицептивные) нейроны, полученные Клиффордом Вулфом (Clifford Woolf), MD, PhD, и его группой, отвечают на оба вида интенсивных раздражителей и на более слабые раздражители, связанные с воспалением. Реакция нейронов на все типы болевых раздражителей подтверждает, что они функционируют так же, как созданные самой природой, подчеркивает доктор Вулф.

В начале проекта доктор Вулф и его коллеги пытались создать нейроны болевой чувствительности из эмбриональных стволовых клеток, но задача оказалась гораздо более сложной, чем предполагали ученые.

«Мы потратили три года, пытаясь воспроизвести этапы развития, и это закончилось полной неудачей», – вспоминает доктор Вулф.

Но их попытка получить чувствительные к боли нейроны пришлась на очень важный этап в развитии биологии стволовых клеток, совпав по времени с разработкой методов создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток – появлением возможности трансформировать соматические клетки человека сначала в стволовые клетки, а затем в другие типы соматических клеток. Работа с мышиными и человеческими клетками кожи все поставила на свои места.

«Мы взяли зрелые мышиные болевые нейроны и нашли транскрипционные факторы, которые не были описаны в них раньше», – продолжает Вулф.

Затем, используя в общей сложности пять факторов, в том числе три ранее не описанные, исследователи напрямую трансформировали фибробласты в нейроны нужного типа.

«Я думаю, что возможность получать человеческие чувствительные к боли нейроны очень важна для ее изучения. Кроме того, наша неудача с эмбриональными стволовыми клетками привела нас к работе с образцами взрослой ткани, что делает этот метод гораздо более клинически значимым, так как их легко брать у пациентов, страдающих от различных видов боли», – комментирует Вулф, профессор неврологии и нейробиологии Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School).

Разработанные его группой чувствительные к боли нейроны, подчеркивает ученый, «прекрасно моделируют» невропатии и гиперчувствительность к боли, наблюдаемую у некоторых из пациентов, пожертвовавших ученым клетки своей кожи. «Причиной многих болевых состояний являются генетические мутации, и теперь мы можем их моделировать».

Оригинальная статья

Modeling pain in vitro using nociceptor neurons reprogrammed from fibroblasts